火电厂输煤系统煤场自燃防止措施初探

摘 要：火力发电厂需要大量贮煤，以确保正常生产的需要。但煤在火电厂经过长时间的堆积和磨合，在条件适可情况下会产生缓慢的氧化反应从而发热，这将导致煤的温度逐渐升高，进而发展成为煤自燃起火。这将给发电企业造成相应的经济损失，同时也容易引起电厂火灾。如何有效地防止火电厂煤场的自燃，对电力企业安全生产和经济运营至关重要。

关键词：火力发电厂；贮煤场；氧化；自燃；监测制度

中图分类号：X773 文献标识码：A

平海电厂1期工程装机容量为2× 1000MW。煤场现建成A、B、C、D四个煤场和1个干煤棚。煤场（含干煤棚）共贮煤379819t，能满足2台机组燃用约23.1d（设计煤种）。平海电厂煤场作业机械有二台悬臂式斗轮堆取料机，分别设有旋转喷淋装置和水冲洗装置，并配备四台推煤机和二台装载机进行辅助作业。火力发电厂依靠燃烧煤来发电，按通用的原则，发电企业煤炭经常储备量应在6～12天的锅炉正常燃烧发电耗用量，保险储备煤量不能低于6天正常的发电耗用量。

由于平海电厂受船只、船期、台风等自然因素的影响，沿海发电量较多导致不能满负荷发电，电厂煤场的储煤量经常处于饱和状态。当煤场长期处于饱和状态时，将对煤场的正常翻场等等工作带来极为不利的影响，而且当煤经过长期的储存，极易进一步因为氧化过程而引起自燃，不仅会给电厂造成一定经济损失，且容易引发火灾。因此，如何防止电力生产企业贮存煤的自燃，保证贮煤安全是火力发电企业一项重要的工作。

1 煤自燃原因分析

煤自燃的因素与煤的物理性质、化学性质、堆积状态、环境因素等几个主要方面有关。煤通过长期的堆积和时间磨合等作用，会慢慢的产生氧化反应而发热，这样就会导致煤的整体温度逐渐升高，最终煤就会自燃现象而起火。另外煤的自燃起火与其它燃烧过程不同，因为煤自燃时的温度是缓慢上升的状态，将会按照“煤堆积――低温氧化发热――放热――内部干燥――温度急剧上升――自燃起火”这些步骤过程发生。

从化学过程来分析，煤炭自燃过程是煤炭在空气中剧烈氧化而发光发热的一种化学现象。在不断连续供氧条件下，随时间推移其中热量的积累与氧化程度又将加剧循环渐进，因而煤炭从氧化自热到急剧氧化是一个十分缓慢的过程。可是在煤炭氧化反应的不同阶段，对电力生产所造成的影响是不同的。这就要求我们在供氧条件不改变的情况下，怎么样快速有效地判断出煤炭的氧化程度，并实施相应的对策来阻止氧化反应。根据相关实验研究以及众多的现场测试表明，煤自燃大体上可分为四个阶段：缓慢氧化阶段、快速氧化阶段、强烈氧化阶段、剧烈氧化阶段。

煤自燃会受到煤中的水份影响、煤中挥发份影响、煤中的硫份影响、气候条件影响、空气中氧气等影响。了解引起煤自燃的主要因素可为我们制定和实施控制措施提供参考。如何控制煤中的水份含量，做好通风散热的措施，减少空气与煤的接触层面是防止煤堆自燃现象发生的关键因素。

2 煤堆发生高温或自燃情况处理的措施

煤的自燃几乎都是从距表层1m～1.5m煤的内部发生，一旦发生自燃现象很难简单地灭火，所以加强预防很重要。平海电厂地处广东沿海，夏季多雨，且高温天气持续比较长，年平均降水量超过1700mm，空气、水和高温气候等是引起贮煤场氧化和自燃的主要原因。因则防止煤堆自燃的主要途径是隔绝空气、水分与煤炭的接触，防止温度或水份过度积聚，并采取测温、喷水等预防措施。

（1）煤堆测温的工作应该采取定期测温和定点测温相结合。定期测温：每月第二周、第四周第一个工作日白班进行煤场所有煤堆测温工作。定点测温：来煤存放时间超过40天或煤堆温度高于40℃时，每2天对高温煤堆进行定点测温1次。测温点选择沿煤堆梯形斜面2m高度，每50m设一个测温点，即：（0，2）、（50，2）、（100，2）、（150，2）、（200，2）（250，2），实测时根据煤堆长度适当调整测温点位置和测温点数量。测温时根据煤堆长度选定测温点，将测温枪插入煤堆深度不少于1.5m。

（2）遵循“分堆存放、分层压实、取旧存新、定期置换”的管理原则，同时建立各煤种与存放时间的原始台帐，分析总结煤种与存放（自燃）时间之间的对应关系。原则上煤场烟煤堆放周期不大于40天。

（3）根据煤堆定期、定点测温结果，当煤堆温度超过60℃时，必须及时取用或采取如挖出、倒堆、压实等降温措施进行处理。

（4）当出现煤堆有冒烟或着火自燃现象时，及时安排推煤机司机对自燃点采用“淋、注、翻、断”方法处理。自燃面积较大时，推煤机司机、消防人员等配合消除，采用挖出、倒堆、灌水的办法进行灭火。

（5）夜晚煤堆发生自燃且面积较小应采用临时降温措施控制，待白天再对自燃的部位采用挖出降温、倒堆压实等措施进行彻底处理。

（6）取用高温煤堆过程中，使用测温仪进行测温，随时检测工作面的温度，如发现温度有升高趋势甚至出现自燃现象时，严禁继续取煤，须使用工程车辆将该煤堆挖开进行浇水散热降温处理，待检测该处煤堆温度低于60℃后方可取用。

（7）煤场设备在进行动火作业时，必须执行动火工作票，如存在火种残留物及发生火灾事故的隐患，必须立即汇报处理。

据此电厂燃煤管理的基本原则为：

（1）煤场的储存量应能满足机组最大负荷的安全储煤量，正常储煤量应能保证两台机组15～20d的耗用量。雨季（4月～9月）按20万t控制，旱季（10月～次年3月）按25万t控制。

（2）确保煤堆安全，减少热值损失。以1号斗轮机（对应A、B煤场存煤）和2号斗轮机（对应C、D煤场存煤）作为日常互为备用的设备（煤场），按照“存量均衡、煤质均衡”的原则分段堆取煤，确保部分设备故障时能安全供煤。

（3）尽量保证干煤棚内有存煤且热值大于5200kcal/kg，硫份低于0.59%，灰分低于10%的燃煤，确保特殊天气下能安全供煤。

（4）若无特殊情况，煤堆存放时间达40天或煤堆温度达60℃的燃煤，无论是否有煤船靠泊都优先取用此煤进行配烧。煤堆出现明火时要及时扑灭，不得将带有火种的煤送入输煤皮带。

（5）煤存放中，秋冬季节或煤堆干燥时必须定期喷淋，减少环境污染和存煤损失。

3 建立防止煤自燃的安全监视系统

为了防止煤场的自燃，火电生产企业应建立煤场相关安全制度，对贮煤场进行监视和测定。在自燃起火的初期，对于由于低温氧化而产生的变化，可以设置一氧化碳（CO）和氧气（O2）等状态量的检测装置，连续地进行监视。另外可采用热图像技术，可比较容易探测到热点，报警迅速，及时启动预防措施、防止火灾发生。利用自动摇摆和倾斜扫描机固定在煤堆上方，可以监测整个储煤场。通过微机可以对热成像系统进行远程设定和控制。图像分析软件使用户可以按照实际需要设定温度范围，以期达到最好的热点指示效果；还可以针对储煤场内的特定区域（如高危区域）或特定报警触发门限进行报警设置。

结论

火力发电厂贮煤场的安全管理应该主要是以预防为主，灭火为辅的原则。另外，制定健全的管理应急制度，采取得力的措施，就能有效的抑止火力发电厂煤自燃现象的发生，保护火电厂相关设备并提高火力发电厂的经济效益。

参考文献

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